Mafac/Trumpf Teilereinigungsanlage mit vielen Extras an individuellen Bedarf angepasst

Autor / Redakteur: Ina Rau / Stéphane Itasse

Aufgrund der hohen Reinigungsanforderungen ist die Teilereinigungsanlage Palma von Mafac bei Trumpf in Schramberg mit diversen Extras ausgestattet. Gereinigt wird in der Anlage alles, was an feinmechanischen Bauteilen in den dort gefertigten Festkörperlasern verbaut wird. Deshalb wurde das Reinigungssystem an den Bedarf von Trumpf angepasst.

Die Mafac-Reinigungsanlage Palma läuft bei Trumpf in der Regel im Einschichtbetrieb. Sie wird von einem Team von speziell geschulten Mitarbeitern beschickt.
Die Mafac-Reinigungsanlage Palma läuft bei Trumpf in der Regel im Einschichtbetrieb. Sie wird von einem Team von speziell geschulten Mitarbeitern beschickt.
(Bild: Mafac)

Sie steht mittendrin in der Prozesskette, in der verschiedenste Werkstücke in allen nur denkbaren Größenordnungen, Werkstoffen und Geometrien, großteils unter Reinraumbedingungen, montiert werden. Und damit wäre man auch schon bei dem Anforderungsprofil, das bei Trumpf in Schramberg an die auf wässriger Basis arbeitende Teilereinigungsmaschine Palma aus dem Hause Mafac gestellt wird.

Größte Mafac-Teilereinigungsanlage steht bei Trumpf

Seit bald zwei Jahren läuft die größte Reinigungsanlage des Alpirsbacher Experten für die wässrige Reinigung in dem Unternehmen, das Festkörperlaser zur Materialbearbeitung entwickelt und herstellt. Gereinigt wird in der Anlage alles, was an feinmechanischen Bauteilen in den Festkörperlasern verbaut wird. Da dies eine extreme Teilevielfalt mit hochkomplexen Geometrien und sehr vielen Werkstoffvarianten bedeutet, wurde ein individuell an den Bedarf von Trumpf angepasstes Reinigungssystem installiert. Unter anderem ist es gegenüber dem Standardmodell mit einem vierten Wasseraufbereitungstank und einem vollautomatischen Transfersystem ausgestattet.

Bildergalerie

Seit 1992 wird das Schramberger Unternehmen als Mitglied der Trumpf-Gruppe geführt. Speziell an dem Standort des weltweiten Marktführers für industrielle Laser und Lasersysteme im Schwarzwald, an dem derzeit etwa 750 Mitarbeiter tätig sind, ist man auf Festkörperlaser für die Materialbearbeitung spezialisiert – von der Entwicklung über die Produktion bis hin zum weltweiten Service. Die Trumpf-Festkörperlaser ermöglichen eine große Bandbreite an Anwendungen in der industriellen Materialbearbeitung. Sie werden mit ihrem Leistungsspektrum zwischen 20 und 16.000 W zum Schweißen, Schneiden, Bohren oder für die Mikrobearbeitung eingesetzt. So breit gefächert wie das Anwendungsspektrum ist auch der Kundenkreis von Trumpf in Schramberg.

Reinigen – einer der wichtigsten Prozesse

„Reinigen ist bei uns ein sehr wichtiger, wenn nicht sogar der wichtigste Prozess. Wenn der nicht funktioniert, dann funktionieren unsere Laser auch nicht“, sagt Christof Fehrenbach, Prozessentwicklung bei Trumpf in Schramberg. Aufgrund der optischen Elemente im Laser werden sehr hohe partikuläre und filmische Anforderungen an die Reinigung der verschiedenen Bauteile gestellt. „Dies gilt vor allem für unsere laserstrahlführenden Komponenten, die absolut rückstandsfrei sein müssen“, so Fehrenbach.

Hinzu kommt eine extreme Teilevielfalt mit einem Durchmesser von 1 mm bis hin zu einer Teilegröße von 500 mm × 300 mm × 250 mm. Viele der zu reinigenden Werkstücke weisen hochkomplexe Geometrien wie kleinste Bohrungen auf und bestehen aus unterschiedlichen Materialien wie Aluminium, Messing, Kupfer, Bronze, Edelstahl, NE-Metall oder hochwertigen Kunststoffen.

Beste Ergebnisse bei der filmischen wie partikulären Reinigung

„Wir wollten auf wässriger Basis reinigen, das war unsere Planung“, so Fehrenbach. Deshalb wurde ein schon Ende der 90er-Jahre geknüpfter Kontakt zu den Alpirsbacher Reinigungsexperten vor etwa vier Jahren wieder aktiviert. „Mafac hat gerade in den vergangenen zehn Jahren eine sehr ausgefeilte Anlagen- und Verfahrenstechnik entwickelt. Das war für uns ein entscheidendes Argument“, sagt der Diplom-Ingenieur.

Trotzdem wurden zunächst Reinigungsversuche bei verschiedenen renommierten Spezialisten durchgeführt. Doch Mafac überzeugte mit dem besten Ergebnis, sowohl bei der filmischen und partikulären Reinigung als auch bei der Trocknung. „Die Fakten sprachen eine eindeutige Sprache“, so Fehrenbach. Doch mit der Entscheidung für die Palma war erst der erste Schritt vollzogen. Es folgte ein „langer Weg der Prozessverifizierung im Mafac-Technikum, für den wir uns ein ganzes Jahr Zeit genommen haben“, so Peter Küfner von Mafac.

Das Ergebnis ist die jetzt seit fast einem Jahr betriebene Mafac Palma. Sie ist an den individuellen Bedarf von Trumpf angepasst. Insgesamt ist die Maschine höher, länger und schwerer als das Standardmodell. Die Reinigungszelle wurde so konzipiert, dass zwei Aufnahmekörbe hintereinander Platz haben. Da der Pflege der Reinigungs- und Spülmedien aufgrund der hohen Reinigungsanforderungen eine besondere Rolle zukommt, wurde die bei Trumpf installierte Palma mit einem vierten Medientank ausgestattet. Dieser wird allerdings ausschließlich für die Wasseraufbereitung genutzt.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Reinigungsprozess mit vier Bädern

Konkret sehen der Ablauf des Reinigungsprozesses und der Einsatz der drei Reinigungstanks folgendermaßen aus: Die Reinigung der Bauteile erfolgt durch ein Spritzfluten mit dem Medium aus Tank eins, dem 0,5 % eines hochkonzentrierten Reinigungszusatzes zugegeben sind. Dabei kommt der optional für die Palma erhältliche Ultraschall zum Einsatz. Es folgt ein Spülprozess mit dem Medium aus Bad zwei. Das Spülwasser wird anschließend in Bad eins abgeleitet. Um den hohen Sauberkeitsanforderungen gerecht zu werden, folgen verschiedene weitere Spülprozesse. Bei allen Nassprozessen kann die Reinigungskammer komplett geflutet werden. Während der gesamten Programmphase befindet sich das Korbaufnahmesystem in einer leichten Wippbewegung bei rotierendem Spritzsystem. Je nach gewähltem Programm kann auch das Korbaufnahmesystem in zwei Richtungen rotieren oder wippen. In der Palma wird die von Mafac entwickelte, patentierte Verfahrenstechnik des Spritzflutens in vollem Umfang genutzt.

Teilereinigungsanlage spritz- und trocknungsarm mit Düsensteuerung ausgestattet

An die Reinigungsphase schließt sich die Trocknung an. Dabei kommt das Impuls- und Heißblassystem zum Einsatz. Die Werkstücke werden über ein rotierendes Blassystem impulsartig mit hochreiner Druckluft abgeblasen und gleichzeitig oder wahlweise mit feinstgefilterter Heißluft beaufschlagt. Die finale Trocknung erfolgt mit einer ebenfalls vom Standard abweichenden leistungsstärkeren Vakuumpumpe. Auch in der Trocknung befindet sich das Korbaufnahmesystem in einer Wippbewegung. Als Sonderausstattung wurde die bei Trumpf installierte Palma zudem mit einer Düsensteuerung des Spritz- und des Trocknungsarms ausgestattet. Dadurch kann nicht nur die Bewegung des Korbes, sondern auch die des Spritz- Trocknungsarmes frei programmiert werden.

Aufgrund der hochkomplexen Wasseraufbereitung und der ständigen Auffrischung des Reinigungsmediums durch den in der Menge programmierbaren Verwurf des Spülmediums habe die Palma nahezu beliebig lange Badstandzeiten, so Fehrenbach. Alle drei Medientanks sind jeweils mit einem Kerzenfilter im Vollstrom sowie im Bypass ausgestattet. Die Medien werden also permanent gefiltert. Durch einen eingebauten Koaleszenzabscheider werden eingetragene Fremdstoffe vom Medium abgeschieden und in einem separaten Behälter gesammelt. Zudem sind hochwertige Luftfilter für die Heißluft- und Drucklufttrocknung eingebaut. Alle relevanten Prozessparameter werden automatisch überwacht und geregelt. So werden kontinuierlich der Leitwert und die Temperaturen der Spülmedien überprüft. Die Nachdosierung des Reinigers erfolgt ebenfalls automatisch. An die Reinigungsanlage sind eine Wasseraufbereitungs- und eine Umkehrosmoseanlage angeschlossen, über die die Frischwasserbefüllung und die Wasseraufbereitung erfolgen. Das in Tank zwei und Tank drei befindliche VE-Wasser weist somit einen extrem niedrigen Leitwert auf.

Es läuft immer das Programm für die höchsten Anforderungen

Die Mafac-Reinigungsanlage läuft bei Trumpf in der Regel im Einschichtbetrieb. Sie wird von einem Team von speziell geschulten Mitarbeitern beschickt. Aus gutem Grund: Die Aufträge werden im Teilelager kommissioniert. Danach gelangen sie zur Reinigungsanlage, wo der dort tätige Mitarbeiter weiß, welche Teile wie gereinigt werden müssen. Anschließend befüllt er das Korbsystem. „Da jeder Auftrag anders ist, werden die Beschickungskörbe mit einem beliebigen Teilespektrum in unendlichen Kombinationen gefüllt“, so Fehrenbach. „Da jede Charge Werkstücke mit höchsten Sauberkeitsanforderungen gereinigt werden muss, läuft im Grund immer nur ein Programm, nämlich das für die höchste Sauberkeitsanforderung. Falls erforderlich, ist es selbstverständlich möglich, eine Vielzahl von Programmen in der Palma zu hinterlegen und anzuwählen, zum Beispiel bei sortenreinen Chargen mit speziellen Beschichtungen“, erläutert Fehrenbach.

Eine weitere Sonderausstattung der bei Trumpf installierten Palma ist das deutlich sichtbare, vollautomatische Transfersystem mit Aufzug. Die Befüllung der Beschickungskörbe erfolgt auf Tischhöhe. „Das war aus ergonomischen Gründen eine der Vorgaben von Trumpf“, so Küfner. Anschließend werden die Körbe über das Transferband vollautomatisch zur Reinigungsmaschine transportiert. Über einen Aufzug werden sie ebenfalls vollautomatisch auf Höhe der Reinigungskammer gebracht.

Nach Abschluss der Reinigung kommt der Aufzug erneut zum Einsatz, bevor die gereinigten Werkstücke über das Transfersystem zur Verpackung und Weiterbearbeitung in den Reinraum gelangen.

(ID:42612915)